催化裂化裝置介紹ppt課件

1、催化裂化裝置介紹,催化車間 2015,1,01,催化裂化裝置工藝介紹,03,原料和產(chǎn)品,02,主要設備,04,化工輔料,05,能源消耗,Contents,目,錄,2,裝置介紹,石化有限公司催化裂化120104t/a重油制烯烴裝置，由中國石化集團洛陽石油化工工程公司工程院設計。裝置采用中國石化集團洛陽石油化工工程公司工程研究院的FDFCC-III專利技術(shù)，以M100燃料油30%的焦化蠟油為原料，以生產(chǎn)富含丙稀的液化石油氣、高辛烷值低烯烴的汽油為主，生產(chǎn)時，也可以根據(jù)市場的需求和全廠的實際情況，靈活的調(diào)整操作條件，選擇適宜的產(chǎn)品生產(chǎn)方案。裝置主要包括反應再生部分、主風機及煙氣能量回收部分、分餾吸收

2、穩(wěn)定部分（含氣壓機部分）、產(chǎn)汽及余熱回收部分、產(chǎn)品精制部分等部分組成，產(chǎn)品有液化石油氣、高辛烷值低烯烴的汽油、輕柴油、油漿和干氣等。,3,裝置全貌,4,反應再生系統(tǒng),反應原料油換熱升溫至200左右后，與來自分餾部分的回煉油混合后分六路經(jīng)原料油霧化噴嘴進入重油提升管反應器（R1101A）下部，與來自重油提升管底部催化劑混合器的的高溫催化劑接觸，完成原料的升溫、汽化及反應。反應油氣與待生催化劑經(jīng)該提升管反應器粗旋迅速分離，油氣經(jīng)單級旋風分離器分離催化劑后，離開重油沉降器（R1101）進入主分餾塔（T1201）。積炭的待生催化劑經(jīng)粗旋料腿進入重油沉降器（R1101）的汽提段，在此與蒸汽逆流接觸以置換

3、催化劑所攜帶的油氣。汽提后的催化劑沿待生立管下流經(jīng)待生塞閥和待生催化劑分布器進再生器，在約690左右的再生溫度、富氧及CO助燃劑的條件下進行逆流完全再生。燒焦過程中產(chǎn)生的過剩熱量由外取熱器（R1103）取走。,催化裂化工藝介紹,5,典型催化裂化流程,6,反應再生系統(tǒng),催化裂化裝置有多種類型，按反應器（或沉降器）和再生器布置的相對位置的不同可分為兩大類：反應器和再生器分開布置的并列式；反應器和再生器架疊在一起的同軸式。并列式又由于反應器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分為同高并列式和高低并列式兩類。,”,“,催化裂化工藝介紹,7,反應再生系統(tǒng),FCC（流化催化裂化）的各種工藝，基本上沒有多大

4、的區(qū)別，較大的區(qū)別在產(chǎn)品分布，從而對各部分的設計產(chǎn)生影響。以重質(zhì)油為原料多產(chǎn)丙烯的催化裂解技術(shù)(DCC)、多產(chǎn)液化氣和汽油的催化裂化技術(shù)(MGG和ARGG)、多產(chǎn)異構(gòu)烯烴的催化裂化技術(shù)(MIO)、多產(chǎn)丙烯和乙烯的催化熱裂解技術(shù)(CPP)，全大慶減壓渣油催化裂化工藝(VRFCC)，焦化蠟油吸附轉(zhuǎn)化DNCC催化裂化技術(shù)。 MIP ：多產(chǎn)異構(gòu)烷烴 DCC： 深度催化裂化 MGD ：最大量生產(chǎn)液化氣和柴油工藝 FDFCC ：靈活雙效催化裂化 MSR：（Multi Stage Reaction） 多段提升管,催化裂化工藝介紹,8,分餾系統(tǒng),分餾系統(tǒng)的主要作用是把反應器（沉降器）頂?shù)臍鈶B(tài)產(chǎn)物，按沸點范圍分

5、割成富氣、汽油、輕柴油、重柴油、回煉油和油漿等產(chǎn)品。由反應器來的460510的反應產(chǎn)物油氣從底部進入分餾塔，經(jīng)底部的脫過熱段后在分餾段分割成幾個中間產(chǎn)品：塔頂為汽油及富氣，側(cè)線有輕柴油、重柴油和回煉油，塔底產(chǎn)品為油漿。塔頂?shù)钠秃透粴膺M入吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)；柴油經(jīng)汽提、換熱、冷卻后出裝置；油漿用泵從脫過熱段底部抽出后分兩路：一路直接送進提升管反應器回煉，若不回煉，可經(jīng)冷卻送出裝置。另一路與原料油換熱，再進入油漿蒸汽發(fā)生器，大部分作循環(huán)回流返回分餾塔脫過熱段上部，小部分返回分餾塔底，以便于調(diào)節(jié)油漿取熱量和塔底溫度。,催化裂化工藝介紹,9,典型分餾系統(tǒng)流程,10,穩(wěn)定系統(tǒng),吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)主要由吸收塔、

6、再吸收塔、解吸塔及穩(wěn)定塔組成。從分餾塔頂油氣分離器出來的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中溶解有C3、C4組分。其作用是利用吸收與精餾的方法將分餾塔頂?shù)母粴夂痛制头蛛x成干氣、液化氣和蒸氣壓合格的穩(wěn)定汽油。,催化裂化工藝介紹,11,典型穩(wěn)定系統(tǒng)流程,12,產(chǎn)品精制系統(tǒng),包括干氣精制、液化氣精制、汽油精制。 干氣精制：通過干氣脫硫塔干氣與氨液再生裝置來的貧液逆向接觸以脫除干氣中的硫化氫。 液化氣精制：1.脫除硫化氫與干氣精制相同 2.脫除硫醇硫，在液化氣脫硫醇抽提塔內(nèi)液化氣與催化劑堿液逆向接觸反應以脫除液化氣中的硫醇。所用催化劑為：磺化鈦氰鈷 汽油精制：1.通過汽油預堿洗管與堿液（NaOH）接觸，以

7、脫除硫化氫。 2.通過汽油固定床反應器、在催化劑、活化劑、非凈化風共同的作用下脫除汽油中的硫醇。所用催化劑為：磺化鈦氰鈷,催化裂化工藝介紹,13,催化裂化主要設備-再生器和沉降器,14,催化裂化主要設備-主風機組,15,催化裂化主要設備-旋風分離器,16,催化裂化主要設備-原料油進料噴嘴,17,催化裂化主要設備-汽輪機和氣壓機,18,催化裂化主要設備-油氣大盲板,19,催化裂化主要設備-油漿泵,20,催化裂化主要設備-增壓機,21,催化裂化主要設備-SIS自保系統(tǒng),22,催化裂化主要設備-單動滑閥,23,催化裂化主要設備-雙動滑閥,24,催化裂化主要設備-油站,25,催化裂化的原料和產(chǎn)品,新海

8、石化加工工藝流程圖,26,催化裂化的原料和產(chǎn)品,1.直餾減壓餾分油：常減壓裝置減壓塔側(cè)線350-550餾分油（VGO），石蠟基原油的VGO較好，環(huán)烷基原油的VGO較差。 2.延遲焦化餾出油：焦化裝置分餾塔側(cè)線320-500餾出油（CGO）也叫焦化蠟油。這種原料氮含量和芳烴含量都很高不是理想的原料通常摻煉比為5-15%. 3.常壓渣油：常減壓裝置常壓塔底油（AR），硫含量、重金屬、殘?zhí)康偷目梢灾苯幼鳛榇呋希绱髴c和中原原油等常壓渣油。 4.減壓渣油：除某些原油外減壓塔底渣油（VR）一般不單獨作為原料，而是進行摻煉：摻煉的多少視減壓渣油的性質(zhì)。,27,催化裂化的原料和產(chǎn)品,通常評價催化裂化原料

9、的指標有餾分組成、特性因數(shù)K值、相對密度、苯胺點、殘?zhí)俊⒑蛄?、含氮量、金屬含量等?餾分組成：對于飽和烴類為主要成分的直流餾分油來說，餾分越重越容易分裂所需條件越緩和，且殘?zhí)慨a(chǎn)率也越高，對于芳烴含量較高的渣油并不服從此規(guī)律。對于重質(zhì)原料，密度只要小于0.92g/cm3 ，對餾程無限制 烴類族組成：含環(huán)烷烴多的原料容易裂解，液化氣和汽油產(chǎn)率高，汽油辛烷值也高是理想的催化裂化原料。含烷烴多的原料也容易裂化，但氣體產(chǎn)率高，汽油產(chǎn)率和辛烷值較低含芳烴多的原料，難裂化，汽油產(chǎn)率更低，液化氣產(chǎn)率也低，且生焦多，生焦量與進料的化學組成有關。烴的生焦能力：芳烴烯烴環(huán)烷烴烷烴。,28,催化裂化的原料和產(chǎn)品,殘

10、炭：殘?zhí)恐捣从沉嗽现猩刮镔|(zhì)的多少。殘?zhí)恐翟酱?，焦產(chǎn)率就越高。餾分油原料的殘?zhí)恐狄话悴淮笥?.4，而渣油的殘?zhí)恐递^高，一般都在0.4以上，致使焦炭產(chǎn)率高達10（質(zhì)）左右，熱量過剩，因此解決取熱問題是實現(xiàn)渣油催化裂化的關鍵之一。目前我國已有裝置能處理殘?zhí)苛扛哌_7%8%的劣質(zhì)原料。 含硫、含氮化合物 ：含硫量會影響裂化的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品選擇性和產(chǎn)品質(zhì)量。硫含量增加，轉(zhuǎn)化率下降，汽油產(chǎn)率下降，氣體產(chǎn)率產(chǎn)率增加。 原料中的含氮化合物，特別是堿性含氮化合物能強烈的吸附在催化劑表面，中和酸性中心，是催化劑活性下降；中性氮化物進入裂化產(chǎn)物會使油品安定性下降。,29,催化裂化的原料和產(chǎn)品,金屬：金屬包括堿性金屬

11、鈉和鐵、鎳、釩、銅等重金屬。它們大都以有機化合物的形式存在，分為揮發(fā)和不揮發(fā)兩種。前者相當于一個平均沸點約620的化合物，在堿性蒸餾時可能被攜帶進入作為催化裂化原料的減壓餾分油中。不可揮發(fā)的重金屬化合物作為一種膠體存在于渣油中。所以渣油以及來自焦化、減粘裂化和脫瀝青等裝置的油料中重金屬含量都比較高，比餾分油高幾十倍，甚至幾百倍。,30,催化裂化的原料和產(chǎn)品,催化裂化的主要產(chǎn)品是輕質(zhì)油品（汽油、柴油），同時獲得液化氣、油漿和干氣，生成的焦碳在工藝過程中被利用。 1.氣體產(chǎn)品（干氣和液化氣） 在一般的工業(yè)條件下，氣體產(chǎn)率約為1020%，氣體產(chǎn)品包括10%干氣（H2 、C1C2 、H2S）和90%液

12、化氣（C3C4）。干氣是氣體中的C1（即甲烷，是熱裂化的產(chǎn)物）、C2（表示兩個碳的烴，即乙烯、乙烷）組分，其中含有H2S和H2，在煉廠中又叫瓦斯氣，一般干氣要進入瓦斯氣脫硫裝置，脫除其中的H2S，然后作為燃料氣和民用燃料氣；由于干氣中含有乙烯，可以直接用干氣制乙苯；另外，干氣中含有H2，特別是渣油催化裂化氫氣含量高，可以用膜分離的方法制取氫氣。,31,催化裂化的原料和產(chǎn)品,液化氣指C3C4（丙烷、丙烯、丁烷和正、異丁烯等六種分子結(jié)構(gòu)的C4）組分，其中C4含量約為C3含量的1.52.5倍，C3中烯烴含量約為70%，C4中烯烴含量約為55%。液化氣經(jīng)過氣體分離裝置，可以分出單體烴用于： （1） 生

13、產(chǎn)烷基化油（異丁烷和異丁烯），高辛烷值組分。 （2） 生產(chǎn)MTBE（甲基叔丁基醚）異丁烯。 （3） 生產(chǎn)丙烯，丙烯合成聚丙烯和丙烯氰等。,32,催化裂化的原料和產(chǎn)品,催化裂化汽油：是車用汽油的主要組成部分。目前我國催化裂化汽油占車用汽油的80%（美國35%）。汽油產(chǎn)率為原料的3554%，化學組成主要為異構(gòu)烷烴，異構(gòu)烯烴和芳烴。 （1） 石蠟基原料生成的汽油，異構(gòu)烷烴多，而芳烴少，所以辛烷值低。 （2） FDFCC-III工藝主要的作用為汽油改質(zhì)，多產(chǎn)丙烯。 （3） 催化裂化主分餾塔汽油的辛烷值，研究法在8893之間，主塔汽油進汽油提升管后辛烷值會增加1-1.5。 （4）汽油提升管進料可以摻煉部

14、分焦化汽油，為生產(chǎn)加工方案優(yōu)化提供了一條新路。,33,催化裂化的原料和產(chǎn)品,柴油： （1） 產(chǎn)率：2040% （2） 抗爆性：十六烷值較低，因為芳烴含量較高。 （3） 安定性：由于含有較多的烯烴，其安定性較直餾柴油差，特別渣油催化裂化柴油，產(chǎn)品中的硫氮含量增加，導致柴油顏色變深，膠質(zhì)增加，安定性變差。 （4） 催化裂化柴油精制的方法：加氫精制，成本高，效果好，可提高十六烷值，另外還有酸堿精制、溶劑精制、吸附精制等。 （5） 一般催化柴油需經(jīng)過與直餾柴油調(diào)和。,34,催化裂化的原料和產(chǎn)品,油漿：主分餾塔底產(chǎn)物 （1） 其中含有60%以上的重芳烴膠質(zhì)，黏度高，其含有催化劑粉末，經(jīng)脫出后可以作為燃料

15、油或船用燃料油調(diào)和組分。 （2） 煉廠中一般都作為本廠加熱爐的燃料。 （3） 油漿可以通過脫芳烴后再作為催化裂化的原料。 （4） 還可以用于合成橡膠工業(yè)和生產(chǎn)輪胎、碳黑。 焦炭：催化裂化的焦碳沉積在催化劑上，不能作為產(chǎn)品。常規(guī)的催化裂化焦碳產(chǎn)率約為57%，渣油催化裂化可以高達10%以上。,35,化工輔料-CO助燃劑,CO助燃劑：在再生器600-700攝氏度的溫度下，待生催化劑上的焦碳，在燃燒的過程中不僅生成 CO2，還生成大量的CO，這些CO在過剩氧的煙氣中要出現(xiàn)后燃燒，放出大量的熱對再生器和煙道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性的影響。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，一種方法是嚴格控制再生空氣量，以降低煙氣中的過剩氧，限

16、制CO氧化的發(fā)生，但對裝置設計操作要求都比較高。另一種辦法是富氧再生，使用CO助燃劑。在使用了助燃劑后，CO在助燃劑的作用下，在600以上可與氧氣快速燃燒，CO的燃燒在再生器的密相就已經(jīng)燃燒完，既避免了后路尾燃，又避免了因控制氧含量低造成的碳堆積，既方便了操作，同時提高了密相的溫度，有利于再生熱量的回收，改善再生效果，降低再生器的碳含量，提高催化劑的活性和選擇性，從而改善產(chǎn)品分布。目前的助燃劑為重金屬鈀和鉑。2014年使用助燃劑9.6噸，單耗為9.93ppm。,36,化工輔料-金屬鈍化劑和催化劑,金屬鈍化劑：金屬鈍化劑是銻的有機化合物，它利用金屬銻與平衡劑上的鎳相互作用，形成銻鎳合金，從而抑制

17、鎳的活性，降低鎳的有害作用。2014全年共使用鈍化劑173.8t，共加工原料965958t，單耗為179.9ppm。鈍化劑的注入量的調(diào)整是根據(jù)原料中重金屬含量來確定的，鈍化劑的注入量范圍較大，在低催化劑單耗的情況下有效保證催化劑活性。 催化劑：為催化裂化裝置的核心，催化裂化催化劑性能的評定主要包括活性、比表面、選擇性、穩(wěn)定性、抗重金屬能力、粒度分布和抗磨損性能這六個方面。 1.活性：采用微型反應器來評價分子篩催化劑的活性，成為微反活性測定法，它測得的活性數(shù)據(jù)就是分子篩催化劑的微反活性。 2.選擇性：將進料轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)品的能力。,37,化工輔料-催化劑,3.比表面：單位質(zhì)量催化劑內(nèi)外表面積之和。

18、 4.穩(wěn)定性：催化劑在再生器中，在高溫下接觸到少量水蒸氣，會逐漸失去活性，因而存在催化劑耐高溫水處理的過程，我們把催化劑耐高溫水蒸氣處理的能力叫催化劑的水熱穩(wěn)定性。 5.抗重金屬能力：一般以催化劑的污染指數(shù)表示。定義為：污染指數(shù)=0.1(Fe+Cu+14Ni+4V) 6.粒度分布和磨損指數(shù)：表示催化劑直徑大小分布的比例和在流化反應過程中抗磨損和破碎的能力。 催化劑進廠后聯(lián)系化驗室分析灼燒減量（催化劑經(jīng)過高溫灼燒后破損的水分以及揮發(fā)性鹽分的量）。,38,化工輔料-催化劑,2014年1月1日-11月5日催化裝置使用山東多友新鮮劑DYC-01，長嶺催化劑CR-100，1-11月份共使用新鮮劑共115

19、8.6.t,青島惠城復活劑300t,共使用催化劑1458.69t，12月份催化裝置開始用山西騰茂催化劑239.38噸，長嶺催化劑66.3噸，青島惠城復活劑100噸，2014年共加工原料965958t，共使用催化劑1520.6噸，2014年6月份前使用的催化劑為山東多友新鮮劑DYC-01，7月份-12月份，山東多友催化劑DYC-1與青島惠城科技復活劑按2:1比例使用，本年催化劑單耗為1.95kg/t（復活劑折合為新鮮劑）。 催化劑的注入根據(jù)再生器內(nèi)平衡劑的活性確定小型加料器的的開關。,39,化工輔料-阻垢劑和緩蝕劑,油漿阻垢劑：作用為降低或減緩油漿系統(tǒng)結(jié)垢，油漿結(jié)垢會附著在油漿系統(tǒng)管線和換熱器的

20、器壁，影響油漿系統(tǒng)的換熱量使分餾塔底溫度超溫，嚴重會迫使裝置停工。阻垢劑用助劑泵注入分餾塔底油漿抽出口。2014年全年共加入104.45噸，共加工原料965958噸，實際單耗為108.1ppm。 緩蝕劑：減少由于硫等酸性物質(zhì)造成的設備的腐蝕。其設計單耗為：25-40ppm.2014年全年共使用28.5噸，實際注入緩蝕劑為：29.5ppm。由助劑泵注入分餾塔頂部油氣管線出口。注入量由化驗室分析后路粗汽油罐內(nèi)酸性水中Fe離子的含量來調(diào)節(jié)。,40,化工輔料-阻垢劑和緩蝕劑,汽油活化劑：脫除穩(wěn)定汽油中的硫醇，維持固定床反應器內(nèi)催化劑的活性，在固定床反應器前注入活化劑，14年1月至14年12月共使用活化

21、劑4.1t，共生產(chǎn)汽油385317.485噸，注入量10.6ppm，汽油博士實驗通過。 磺化酞菁鈷：汽油精制和液化氣精制脫硫醇過程中的催化劑，可以加速硫醇與堿液的反應。 堿液（NaOH）：用于汽油精制和液化氣精制脫硫系統(tǒng)，以脫除少量的硫和硫醇。2014年共使用堿液430噸。堿液使用量大主要因為：1）裝置6月份要停工檢修，為了拉低焦化液化氣庫存，回煉量大，液化氣脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液化氣脫硫醇堿液置換頻次多。2）10月份液化氣脫硫塔填料堵塞，硫化氫脫除效果差，導致后路堿液濃度下降太快，整個液化氣堿液系統(tǒng)置換量大。,41,能源消耗,催化裝置公用系統(tǒng)的能源消耗包括：中壓蒸汽、低壓蒸汽、電、新鮮水、循環(huán)水、除鹽水、凈化風、非凈化風、氮氣、瓦斯. 中壓蒸汽：主要用1.于汽輪機，用量約42t/h，產(chǎn)生低壓蒸汽42噸。2.開工加熱器，開工初期使用，正常狀況下停用。 低壓蒸汽：主要用于1.反應崗位噴嘴霧化蒸汽、預提升蒸汽、預流化蒸汽、汽提蒸汽，用量約15t/h。2.熱水加熱器，用量冬季2t/h，夏季停用。3.解析塔底重沸器，汽油提升管開工后已經(jīng)停用。 電耗：主要為機泵用電